JP2017091787A - ねじ取り付け式の操作スイッチ又は表示灯 - Google Patents

Abstract

【課題】組立時間を短くできる多条ねじを採用しながらも緩みには強いねじ締結構造を備えた操作スイッチ又は表示灯を提案する。
【解決手段】ねじ取り付け式の操作スイッチ又は表示灯は、操作部２０が、パネルＨに、ナット３０を用いたねじ締結構造によって取り付けられる。ねじ締結構造の雄ねじを有する操作部２０は、操作部の外囲に３条ねじとしたねじ山２１を形成してあり、雌ねじであるナット３０は、内周に操作部２０の３条のねじ山２１に相応する３条のねじ山３１を形成してある。これら多条ねじとしたねじ山２１，３１は、３０°以下のフランク角をもつ。
【選択図】図２

Description

ここに開示する技術は、産業機器で利用されるパネル取付機器である操作スイッチ又は表示灯に関し、特に、当該部品を取り付けるためのねじ締結構造に関する。

図５〜図７に、従来のねじ締結構造をもった操作スイッチを示す。例として押しボタン式の操作部を有する操作スイッチを示すが、表示灯も同構造にて取り付けられる。
操作スイッチの操作部２は、制御盤や操作盤などのパネルＨに、ナット３を用いたねじ締結構造によって取り付けられる。操作スイッチのねじ締結構造を構成する雄ねじを有する操作部２は、操作部２の外囲に１条のねじ山２ａを形成してあり、この操作部２の先端部２ｂ（本例ではネジ山２ａを形成してない）が、スイッチ部１に係合して該スイッチ部１を保持する。当該ねじ締結構造を構成する雌ねじであるナット３は、内周に操作部２のねじ山２ａに相応する１条のねじ山３ａを形成してある。なお、雌ねじは、操作スイッチのスイッチ部１に凹設されたものである場合もある。

操作スイッチをパネルＨに取り付けるには、操作部２にパッキン４を通し、そしてパネルＨの裏側から操作部２のねじ山２ａにナット３のねじ山３ａを螺合させてナット３を締め込んで固定した後、操作部２の先端部２ｂにスイッチ部１を係着して保持させる。

図７に、操作部２及びナット３のねじ山２ａ，３ａを部分拡大して示す。両ねじ山２ａ，３ａとも、一般的なフランク角６０°の１条ねじとして形成され、したがってピッチ＝リードであり、本例の場合、ピッチ＝１ｍｍ＝リードである。

以上のねじ締結構造を有する操作スイッチの場合、ピッチ＝リード＝１ｍｍなので、ナット３は、１回転で１ｍｍだけ、操作部２のねじ軸方向へ移動する。一例として、パネルＨの板厚が６ｍｍであると、厚さ３ｍｍのナット３を操作部２に締め付けるには、最低でもねじ軸方向へ３ｍｍ締め込まなければならないので、少なくとも３回転はナット３を回転させる必要がある。同じ操作部２に対してパネルＨの板厚が１ｍｍになれば、厚さ３ｍｍのナット３の締め付けに、最低でもねじ軸方向へ８ｍｍ締め込まなければならないので、必要なナット３の回転数は、少なくとも８回転になる。すなわち、２．７倍ほども締め付け時間を浪費する計算である。パネルＨの板厚について適用可能範囲を広げることは好都合であるが、パネルの板厚が薄くなると部品取り付けにかかる組立時間が増えるというのは、不利益である。

この点に鑑み、ねじ山のリード、つまり１回転あたりの移動量が大きい多条ねじ（特許文献１参照）を利用することも考えられる。しかし、操作部２及びナット３のねじ山２ａ，３ａについて、例えば単純に１条から３条の多条ねじとした場合、リード（リード角）が３倍となってしまうので、摩擦係数が同じであれば緩みやすくなり、振動や衝撃に対する耐性が低下するという課題がある。

特開２０１１−１０６５７８号公報

上記背景に鑑みて、組立時間に関して有利な多条ねじを採用しながらも緩みには強いねじ締結構造を備えた操作スイッチ又は表示灯を提案する。

当課題に関して提案する、ねじ取り付け式の操作スイッチ又は表示灯は、雄ねじ及び雌ねじを多条ねじとしたねじ締結構造を備え、前記多条ねじのねじ山が３０°以下のフランク角をもつことを特徴とする。

この多条ねじのねじ山は、３０°以下のフランク角をもつ台形に形成することができる。また、当該ねじ締結構造には、雄ねじと雌ねじに対して緩み止め方向の負荷をかける弾性ワッシャを組み入れることもできる。

本発明に係る操作スイッチ又は表示灯は、多条ねじを採用したねじ締結構造を備えることにより、雄ねじと雌ねじの螺合において１回転あたりの移動量が大きくなるので、組立時間に関して有利である。その一方で、該多条ねじを３０°以下のフランク角のねじ山にすることにより、従来品（６０°フランク角）と同じ締め付けトルクにおいてねじの推力が増加し、面圧力が上がって緩み難くなる。したがって、多条ねじを採用しながらも緩み難いねじ締結構造を得ることができる。

ねじ締結構造を備えた操作スイッチの実施形態を取り付け状態で示した斜視図。 図１の操作スイッチの分解斜視図。 図１の操作スイッチにおける操作部の多条ねじを説明する図。 図１の操作スイッチにおける雄ねじ及び雌ねじのフランク角、ピッチ、リードを説明する概略断面図。 従来技術に係るねじ締結構造を備えた操作スイッチを取り付け状態で示した斜視図。 図５の操作スイッチの分解斜視図。 図５の操作スイッチにおける雄ねじ及び雌ねじのフランク角、ピッチ、リードを説明する概略断面図。

図１〜図４に、本発明の操作スイッチの実施形態を示している。押しボタン式の操作部を有する操作スイッチを一例として示すが、セレクタ式の操作部を有する操作スイッチや、照光部を備えた表示部を有する表示灯も同構造で取り付け可能である。

操作スイッチの押しボタン式の操作部２０は、制御盤や操作盤などのパネルＨに、ナット３０を用いたねじ締結構造によって取り付けられる。操作スイッチのねじ締結構造を構成する雄ねじを有する操作部２０は、操作部２０の外囲に多条ねじ（２条以上のねじ）、本実施形態では３条ねじとしたねじ山２１を形成してあり、この操作部２０の先端部２２（本実施形態ではネジ山２１を形成してない）が、スイッチを内蔵したスイッチユニットを備えるスイッチ部１０の係合凹部１１に係合してスイッチ部１０を保持する。他方、当該ねじ締結構造を構成する雌ねじであるナット３０は、内周に操作部２０の３条のねじ山２１に相応する３条のねじ山３１を形成してある。なお、多条ねじの雌ねじは、スイッチ部１０の係合凹部１１の内周面に形成されたものである場合もある。

パネルＨへの操作スイッチ取り付けに際しては、パッキン４０を通した操作部２０を、パネルＨの表側から締結孔Ｈａに通し、パネルＨの裏側へ貫通させる。裏側へ貫通させた操作部２０に弾性ワッシャ５０を通し、そして、ねじ山２１にナット３０のねじ山３１を螺合させ、該ナット３０を締め込んで固定する。この後、操作部２０の先端部２２にスイッチ部１０を係着して保持させる。

弾性ワッシャ５０は、その弾性により緩み止め方向の負荷を操作部２０及びナット３０にかけるために挿入される。弾性ワッシャ５０には皿ばね座金等を利用することができ、本実施形態に係る弾性ワッシャ５０は、ほぼ正方形の金属又はプラスチック製板材から形成され、その２辺の縁部５１，５２に、弾力を生成する反りを入れてある。この弾性ワッシャ５０をパネルＨとの間に挟んでナット３０を締め付けることで、締結した操作部２０及びナット３０に対して緩み止めの方向に負荷をかけることができる（戻りトルクの増大）。

図３に、雄ねじである操作部２０に設けた３条のねじ山２１について示してある。雌ねじであるナット３０のねじ山３１も相応の形状に形成される。図３（Ａ）は操作部２０の側面図、図３（Ｂ）は操作部２０の端面図である。３条あるうちの第１条ねじの開始部２１ａから１２０°ずらして第２条ねじの開始部２１ｂが位置し、そして、この第２条ねじの開始部２１ｂから１２０°ずらして第３条ねじの開始部２１ｃが位置する。つまり、３条ねじの各開始位置は１２０°の等間隔で配置されている。

この操作部２０のねじ山２１とこれに相応するナット３０のねじ山３１は、図４に示すフランク角、ピッチ、リードを有する。両ねじ山２１，３１とも、従来品のフランク角６０°の半分、すなわち３０°のフランク角をもつ台形に形成してある。ねじ山２１，３１のフランク角は、３０°よりも小さい角度とすることもできるが、あまり小さくするとナット３０を締め込むときにより大きな力が要ることになるので、３０°とするのが適している。また、本実施形態の場合、ねじ山２１，３１を台形に形成することで、従来の６０°フランク角の１条ねじ山と同じピッチを得ている。

図７に示す従来品の１条ねじ山と同じくピッチ＝１ｍｍである場合、図４に示す本実施形態に係る３条のねじ山２１，３１は、ピッチの３倍のリード＝３ｍｍを有する。したがって、螺合時のナット３０は１回転で従来の３倍進み、締め付け時間が短くなって組立時間に関し有利に働く。

一方、例えばＭ２２の操作部２０に関し、ピッチ＝１ｍｍの１条ねじを同ピッチの３条ねじにした場合、そのリード角は０．０００２５２°から０．０００７５８°（３倍）になり、摩擦係数が同じであれば緩み易くなる。そこで、本実施形態の操作部２０及びナット３０のねじ山２１，３１は、フランク角を３０°とした台形にしてある。フランク角を３０°にしたことにより、同じ締め付けトルクで比較してねじの推力は６０°フランク角の約１．７７倍に増加し、面圧力が上がって緩み難くなる。したがって、振動、衝撃などによる戻り回転の緩みに対して強くなっている。

１０ スイッチ部
１１ 係合凹部
２０ 操作部
２１ ３条のねじ山
２２ 先端部
３０ ナット
３１ ３条のねじ山
４０ パッキン
５０ 弾性ワッシャ
Ｈ パネル
Ｈａ 締結孔

Claims (3)

1. ねじ取り付け式の操作スイッチ又は表示灯であって、
   雄ねじ及び雌ねじを多条ねじとしたねじ締結構造を備え、前記多条ねじのねじ山が３０°以下のフランク角をもつことを特徴とする、操作スイッチ又は表示灯。
2. 請求項１に記載の操作スイッチ又は表示灯であって、
   前記ねじ締結構造の前記ねじ山が３０°以下のフランク角をもつ台形に形成してある、操作スイッチ又は表示灯。
3. 請求項１又は請求項２に記載の操作スイッチ又は表示灯であって、
   前記雄ねじと前記雌ねじに対して緩み止め方向の負荷をかける弾性ワッシャを前記ねじ締結構造に組み入れてある、操作スイッチ又は表示灯。